LAPORAN PENELITIAN MANDIRI

(1)

LAPORAN

PENELITIAN MANDIRI

INDUKSI KALUS JARINGAN ENDOSPERM JERUK KALAMANSI PADA BEBERAPA JENIS MEDIA DAN ZAT PENGATUR TUMBUH UNTUK

MEMPEROLEH JERUK TRIPLOID TANPA BIJI

Tim Pengusul:

Dr. Ir. Reny Herawati, MP Dr. Hesti Pujiwati, SP, M.Si

UNIVERSITAS BENGKULU

Desember 2016

(2)

(3)

(4)

iv DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN PENGESAHAAN ... ii

DAFTAR ISI ... iii

RINGKASAN ... iv

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 2

1.2. Tujuan Penelitian ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

BAB III. METODE PENELITIAN ... 6

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 8

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 11

DAFTAR PUSTAKA ... 11

LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 14

(5)

v

Jeruk Kalamansi (Citrus mitis) merupakan jenis buah jeruk yang berkembang pesat di Bengkulu, berbau harum, dan memiliki rasa yang asam ketika sudah masak, dan pahit ketika masih mentah. Jeruk Kalamansi dicanangkan sebagai produk unggulan di Bengkulu karena tingginya daya jual dan cepatnya masa produksi buah, yaitu enam bulan setelah masa tanam. Jeruk kalamansi banyak dibudidayakan di Bengkulu, dan diproduksi secara besar-besaran untuk dijual dalam hasil olahan bernama sirup kalamansi. Oleh karena itu, pemacuan produksi jeruk lokal akan memiliki urgensi penting karena disamping untuk meningkatkan pendapatan masyarakat, kesempatan kerja, konsumsi buah dan juga meningkatkan pendapan daerah setempat. Namun demikian jenis jeruk tersebut masih mempunyai biji yang relatif banyak (6-13 biji per buah), sehingga menyulitkan dalam proses pengolahan terutama sirup kalamansi sebagai salah satu produksi khas daerah Bengkulu. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah membuat tanaman triploid jeruk lokal tipe baru tanpa biji (seedless) dengan warna yang menarik, dapat meningkatkan produktivitas, mutu buah, dan daya saing di pasar global (Khan, 2008). Salah satu cara pembentukan buah jeruk tanpa biji dapat dilakukan dengan kultur endosperm melalui kalus (Gmitter et al., 1990; Raza et al., 2003).

Tanaman triploid akan menghasilkan buah tanpa biji karena ketidakseimbangan perpasangan kromosom saat meiosis (Hoshino et al., 2011). Keberhasilan embriogenesis somatik yang diinduksi dari jaringan endosperma ditentukan oleh berbagai faktor (Hoshino et al., 2011). Faktor penentu keberhasilannya antara lain tahap perkembangan jaringan endosperma dan formulasi media. Embriogenesis somatik pada jaringan diploid jeruk Siam Simadu sudah dikuasai dengan eksplan embrio nuselar pada media dengan penambahan BA dan bahan organik (Husni et al., 2010), dan embriogenesis dari jaringan endosperma triploid jeruk Siam Simadu juga telah dilaporkan oleh Kosmiatin et al. (2014), namun embriogenesis somatik pada jeruk Kalamansi belum pernah dilaporkan, oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan formulasi media induksi kalus embrionik jeruk Kalamansi menjadi tanaman baru triploid tanpa biji melalui metode embriogenesis somatik pada jaringan endosperm. Jika protokol untuk induksi embriogenesis somatik dapat diperoleh dari penelitian ini, maka pengembangan planlet melalui bioreaktor dapat segera dikembangkan untuk menghasilkan planlet dalam jumlah besar dan dalam waktu yang relatif singkat.

Percobaan telah dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu, mulai September 2016-Januari 2017. Media yang digunakan dalam peneltian ini adalah media dasar MS dan MT (Murashige dan Tucker 1969) dengan perlakuan berbagai jenis dan konsentrasi ZPT (GA dan BAP). Pengamatan dilakukan terhadap jumlah dan persentase kultur yang steril, jumlah eksplan dan persentase eksplan yang dapat membentuk kalus, dan tipe kalus yang dihasilkan.

Komposisi media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP, kemudian diikuti oleh media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP merupakan formula terbaik untuk produksi kalus. Perlu dilakukan pelelitian lanjutan untuk regenerasi kalus embrionik pada media tanpa zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan formulasi berbagai vitamin dan bahan organik.

(6)

1 BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Jeruk Kalamansi (Citrus mitis) merupakan jenis buah jeruk yang berkembang pesat di Bengkulu, berbau harum, dan memiliki rasa yang asam ketika sudah masak, dan pahit ketika masih mentah. Jeruk Kalamansi dicanangkan sebagai produk unggulan di Bengkulu karena tingginya daya jual dan cepatnya masa produksi buah, yaitu enam bulan setelah masa tanam. Jeruk kalamansi banyak dibudidayakan di Bengkulu, dan diproduksi secara besar-besaran untuk dijual dalam hasil olahan bernama sirup kalamansi. Oleh karena itu, pemacuan produksi jeruk lokal akan memiliki urgensi penting karena disamping untuk meningkatkan pendapatan masyarakat, kesempatan kerja, konsumsi buah dan juga meningkatkan pendapan daerah setempat. Dengan makin meningkatnya jumlah penduduk, meningkatnya pendapatan, dan kesadaran kebutuhan gizi masyarakat, maka permintaan buah jeruk yang kaya mineral dan vitamin ini akan terus meningkat. Pada tahun 2010, kebutuhan produksi buah jeruk diprediksi sebesar 2.355.550 ton dan jika produktivitasnya 17 - 20 ton per ha, maka pada tahun tersebut diperlukan luas panen kurang lebih 127.327 ha dari 67.883 ha luas panen yang tersedia pada tahun 2005. Penambahan luas areal untuk mencapai total produksi yang telah ditetapkan hingga tahun 2010 diprediksikan minimal 27.327 ha di luar tanaman yang belum berproduksi saat itu. Hingga tahun 2010 diperkirakan kebutuhan pengembangan areal baru seluas 30.060 ha. Dari luasan ini, maka keperluan bibit jeruk yang bebas penyakit diperkirakan sebanyak 15.030.000 (populasi 500 bibit/ha) (Litbang Pertanian, 2005).

Buah jeruk kalamansi dapat dibekukan secara keseluruhan dan digunakan sebagai es batu dalam minuman seperti teh atau ginger ale. Jus diekstraksi dengan menghancurkan buah utuh untuk membuat minuman beraroma mirip dengan limun. Minuman keras juga bisa dibuat dari buah utuh, dalam kombinasi dengan vodka dan gula. Selanjutnya FEI (Rahman Said, 2010) mengemukakan Kalamansi umumnya digunakan sebagai bumbu untuk masakan seperti bihon. Namun demikian jenis jeruk tersebut masih mempunyai biji yang relatif banyak (6-13 biji per buah), sehingga menyulitkan ketika akan digunakan sebagai jeruk peras atau produksi sirup.

Perbaikan mutu secara teknologi perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas buah jeruk lokal sehingga dapat bersaing di pasar global. Salah satu cara yang dapat

(7)

2 dilakukan adalah membuat tanaman jeruk lokal tipe baru tanpa biji (seedless) dengan warna yang menarik (pigmented). Tidak terbentuknya biji dalam buah dapat meningkatkan produktivitas, mutu buah, dan daya saing di pasar global (Khan, 2008). Pembentukan buah jeruk lokal tanpa biji dapat dilakukan dengan cara perlakuan suhu dingin, suhu panas, kultur endosperm melalui kalus (Gmitter et al., 1990; Raza et al., 2003), hibridisasi somatik (Spiegel-Roy, 1996; Grosser dan Gmitter, 2005), radiasi sinar Gamma (Spiegel-Roy, 1996), hibridisasi antarploidi (Spiegel-Roy, 1996; Raza et al., 2003), dan rekayasa genetik (Spiegel-Roy, 1996; Raza et al., 2003).

Aplikasi metode regenerasi dan mikropropagasi tanaman jeruk telah banyak dilakukan untuk mendapatkan tanaman jeruk tanpa biji, bebas virus, penyelamatan embrio (Grosser dan Gmitter, 2005; Ali dan Mirza, 2006). Embriogenesis somatik merupakan salah satu proses regenerasi tanaman dari sel somatik melalui serangkaian proses pertumbuhan dan perkembangan yang menyerupai embriogenesis zigotik melalui pentahapan proembrio, embrio tahap globular, tahap hati, tahap torpedo, tahap kotiledon, pematangan dan perkecambahan (Gray, 2005). Jenis eksplan, genotipe, keadaan fisiologi, dan komposisi media merupakan faktor yang menentukan dalam regenerasi tanaman melalui embriogenesis somatik (Ozcan et al., 2001). Media MS dan MT merupakan media kultur yang banyak digunakan dalam induksi kalus dan regenerasi kalus menjadi tunas pada tanaman jeruk dengan penambahan 2,4-D, BA, NAA, GA3, atau kombinasinya (Ali dan Mirza, 2006).

Endosperma merupakan jaringan tanaman yang bersifat triploid, karena berasal dari fertilisasi dua inti polar (♀) dan satu sperma (♂) (Berger, 2003). Endosperma jeruk siam bertipe inti bebas (nuclear endosperm), dimana endosperma primer hasil fertilisasi ganda melakukan pembelahan inti tetapi tidak langsung membentuk dinding sel. Selulerisasi sel endosperma berlangsung bertahap sehingga perkembangan sel-sel endosperma tidak seragam. Keberagaman ini juga terjadi karena endosperma berfungsi sebagai nourishing cell dan pelindung kehidupan embrio. Pada jeruk Siam Simadu, setelah fertilisasi ganda, sel-sel haploid antipodal tidak terdegradasi dan perkembangan embrio nuselar yang tidak bersamaan dengan embrio zigotik dapat mengkontaminasi jaringan triploid endosperma (Kosmiatin, 2013). Metode untuk meregenerasikan satu sel triploid menjadi tanaman triploid diperlukan untuk menghindarkan terbentuknya regeneran yang miksoploid.

Tanaman triploid akan menghasilkan buah tanpa biji karena ketidakseimbangan perpasangan kromosom saat meiosis (Hoshino et al., 2011).

(8)

3 3

Keberhasilan embriogenesis somatik yang diinduksi dari jaringan endosperma ditentukan oleh berbagai faktor (Hoshino et al., 2011). Faktor penentu keberhasilannya antara lain tahap perkembangan jaringan endosperma dan formulasi media. Pada jeruk manis (C. sinensis) dan mandarin (C. reticulata), kultur endosperma yang diisolasi dari buah umur 12 minggu setelah antesis berhasil menginduksi pembentukan kalus, tetapi regenerasi tunas triploidnya belum dilaporkan (Usman et al., 2008).

Embriogenesis somatik pada jaringan diploid jeruk Siam Simadu sudah dikuasai dengan eksplan embrio nuselar pada media dengan penambahan BA dan bahan organik (Husni et al., 2010), dan embriogenesis dari jaringan endosperma triploid jeruk Siam Simadu telah dilaporkan oleh Kosmiatin et al. (2014). Embrio genesis somatik pada jeruk Kalamansi belum pernah dilakukan, oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan formulasi media induksi kalus dan regenerasi eksplan tanaman jeruk RGL menjadi tanaman baru triploid tanpa biji melalui metode embriogenesis somatik pada jaringan endosperm. Metode tersebut dapat diaplikasikan dalam perbaikan tanaman jeruk untuk merakit tanaman jeruk unggul tanpa biji yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi.

1.2. Tujuan Penelitian Tujuan Umum Penelitian

 Mendapatkan tanaman baru triploid tanpa biji hasil induksi embriogenesis somatik

 Menghasilkan formula baru sebagai protokol untuk menginduksi kalus dan regenerasi embrio somatik melalui kultur endosperm jeruk Kalamansi tanpa biji

(9)

4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Jeruk kalamansi berasal dari Republik Rakyat Tiongkok, kemudian menyebar luas hingga ke wilayah Asia Tenggara, Malaysia, Indonesia, dan wilayah-wilayah lain hingga ke Florida, Panama. Jeruk kalamansi memasuki wilayah Florida pada tahun 1900 atau akhir tahun 1800 melalui Chile. Negara yang paling besar memproduksi jeruk kalamansi saat ini adalah Filipina (International Development And Manufacturing, 2006). Para ahli tanaman holtikultura percaya bahwa jeruk kalamansi adalah perpaduan (hibrida) dari jeruk keprok dan jeruk mandarin, atau jeruk keprok dan kumquat, atau kumquat dan jeruk mandarin (International Development And Manufacturing, 2006). Secara teknis, para ahli di Tiongkok pernah mengatakan bahwa jeruk kalamansi adalah perpaduan antara Citrus reticulata dan Citrus japonica. Namun, menurut penelitian, perpaduan antara sub-spesies sitrus (sitrat) itu telah dibudidayakan begitu lama sehingga membuat asal-usul jeruk tersebut kabur. Nama awal dari jeruk kalamansi ini adalah Citrus madurensis Loureiro, sebuah nama yang diberikan oleh seorang pria bernama Loureiro yang menemukan buah ini di pulau Madura, dekat Pulau Jawa. Namun ia mengklarifikasinya setelah diketahui asal-usul aslinya di kemudian hari.

Gambar 1. Jeruk Kalamansi Bengkulu

Buah jeruk kalamansi memiliki kulit dengan permukaan halus dan berpori minyak, berwarna kuning, atau berwarna hijau kekuning-kuningan. Besar jeruk kalamansi berdiameter antara 3–4 cm. Buah tersebut sangat kaya akan bulir-bulir sitrat yang mudah dipisahkan dan mengandung vitamin C. Satu buah jeruk kalamansi memiliki kandungan karbohidrat 3%, mineral 1%, asam askorbat 0,1%, dan asam sitrat 3%. Kulitnya kaya akan minyak esensial dan asam askorbat (0,15%)

(10)

5 5

(International Development And Manufacturing, 2006), namun kandungan biji dalam buah masih cukup tinggi yaitu 6-13 butir.

Pembentukan tanaman triploid untuk produksi buah tanpa biji dapat dihasilkan dari jaringan endosperma yang diregenerasi secara embriogenesis somatik. Embriogenesis somatik adalah proses regenerasi tanaman melalui pembentukan struktur seperti embrio yang diinduksi dari sel-sel somatik atau gamet (Dodeman et al., 1997). Embrio somatik secara fisiologi dan morfologi memiliki tahapan perkembangan embrio yang sama dengan embrio zigotik (Deo et al., 2010). Dalam pemuliaan modern, embriogenesis somatik sangat penting karena dapat meregenerasikan satu sel tanaman yang sudah dimanipulasi baik dengan transformasi maupun mutasi menjadi tanaman lengkap, sehingga sel tanaman tersebut dapat diregenerasikan menjadi tanaman lengkap (Manrique-Trujillo et al., 2013; Gray, 2005), dan mengekspresikan perubahannya. Hampir seluruh sel kompeten tanaman dapat diinduksi menjadi sel embriogenik karena sel tanaman memiliki kemampuan totipotensi sel (Mujib et al., 2005).

Endosperma merupakan jaringan tanaman yang bersifat triploid, karena berasal dari fertilisasi dua inti polar (♀) dan satu sperma (♂) (Berger, 2003). Endosperma jeruk siam bertipe inti bebas (nuclear endosperm), dimana endosperma primer hasil fertilisasi ganda melakukan pembelahan inti tetapi tidak langsung membentuk dinding sel. Selulerisasi sel endosperma berlangsung bertahap sehingga perkembangan sel-sel endosperma tidak seragam.

Keberagaman ini juga terjadi karena endosperma berfungsi sebagai nourishing cell dan pelindung kehidupan embrio. Pada jeruk Siam Simadu, setelah fertilisasi ganda, sel-sel haploid antipodal tidak terdegradasi dan perkembangan embrio nuselar yang tidak bersamaan dengan embrio zigoti dapat mengkontaminasi jaringan triploid endosperma (Kosmiatin, 2013). Metode untuk meregenerasikan satu sel triploid menjadi tanaman triploid diperlukan untuk menghindarkan terbentuknya regeneran yang miksoploid. Tanaman triploid akan menghasilkan buah tanpa biji karena ketidakseimbangan perpasangan kromosom saat meiosis (Hoshino et al., 2011; Chaturvedi et al., 2008).

Keberhasilan embriogenesis somatik yang diinduksi dari jaringan endosperma ditentukan oleh berbagai faktor (Hoshino et al., 2011). Faktor penentu keberhasilannya antara lain tahap perkembangan jaringan endosperma dan formulasi media. Pada jeruk manis (C. sinensis) dan mandarin (C. reticulata), kultur

(11)

6 endosperma yang diisolasi dari buah umur 12 minggu setelah antesis berhasil menginduksi pembentukan kalus, tetapi regenerasi tunas triploidnya belum dilaporkan (Usman et al., 2008). Embriogenesis somatik pada jaringan diploid jeruk Siam Simadu sudah dikuasai dengan eksplan embrio nuselar pada media dengan penambahan BA dan bahan organik (Husni et al., 2010), tetapi embriogenesis dari jaringan endosperma triploid jeruk keprok Kalamansi belum pernah dilakukan. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan formulasi media untuk induksi kalus embriogenik, pendewasaan dan perkecambahan serta pemanjangan planlet dari jaringan endosperma jeruk Kalamansi.

BAB III. METODA PENELITIAN

Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu, mulai September 2016 - Januari 2017 (Tahun I). Bahan tanaman yang digunakan sebagai sumber eksplan ialah endosperm jeruk Kalamansi yang diambil dari buah jeruk muda berumur ± 4-6 minggu setelah anthesisi. Media yang digunakan dalam peneltian ini adalah media dasar MS dan MT (Murashige dan Tucker 1969) yang dimodifikasi dengan perlakuan berbagai jenis dan konsentrasi ZPT (Husni et al., 2010; Sunyoto et al, 2010; Kosmiatin et al., 2014). Kombinasi perlakuan disajikan pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1. Kombinasi perlakuan untuk induksi kalus embrionik

No Jenis Media ZPT 1 MS 2 mL-1 GA3 2 MS 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP 3 MS 2 mL-1 GA3 + 0,5 mL-1 BAP 4 MT 2 mL-1 GA3 5 MT 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP 6 MT 2 mL-1 GA3 + 0,5 mL-1 BAP

Buah jeruk muda yang berumur 6 minggu, 8 minggu, dan 12 minggu setelah anthesis digunakan sebagai sumber eksplan endosperm. Sterilisasi bahan tanaman dilakukan dengan cara mencelup dalam larutan alkohol 70% setelah dicuci bersih menggunakan detergen. Kemudian dibakar dengan api bunsen sampai apinya mati. Cara tersebut dilakukan sebanyak tiga kali dan diletakkan di cawan petri. Endosperm diisolasi dari biji di bawah mikroskop untuk memisahkannya dari embrio zigotik dan

(12)

7 7

nuselar. Endosperm ditanam dalam botol, masing masing jenis jeruk yang digunakan dikulturkan dalam 10 botol media, 3 endosperm setiap botol. Semua kultur disimpan di ruang kultur dengan penyinaran 100 μmol/m2/s selama 16 jam dengan suhu 23-27oC. Pengamatan dilakukan terhadap jumlah dan persentase kultur yang steril, jumlah eksplan dan persentase eksplan yang dapat membentuk kalus, dan tipe kalus yang dihasilkan. Penentuan tipe kalus yang dihasilkan dilakukan dengan cara mengamati kalus secara mikroskopik menggunakan mikroskop (zoom stereo), sehingga struktur kalus yang dihasilkan dapat dibedakan yang bersifat embriogen.

(13)

8 Induksi Pembentukan Kalus Embriogenik dari Jaringan Endosperma Jeruk Kalamansi

Jaringan endosperma yang diisolasi dari buah jeruk Kalamansi adalah 12-14 minggu setelah antesis, sel-selnya sudah mulai membentuk dinding sel dan membentuk jaringan endosperma yang kompak (Kosmiatin, 2013). Respon endosperma pertama kali terlihat melalui perubahan warna eksplan dari bening menjadi putih susu pada umur 8 minggu setelah dikulturkan. Sel-sel endosperma kemudian membelah yang ditandai dengan bertambah besarnya volume eksplan, kemudian membentuk kalus. Respon pembentukan kalus embriogenik pertama kali pada umur 14 minggu setelah kultur ditampilkan pada gambar 2.

Gambar 2. Induksi kalus embrionik jaringan endosperm (A. Jaringan endosperm 8 minggu setelah dikultur; B. Inisiasi pembentukan kalus pada umur 14 minnggu

setelah kultur; C. Kalus embrionik telah berkembang; D. Beberapa kalus embrionik telah berwarna hijau)

Komposisi media tumbuh terbaik untuk merangsang terjadinya pembentukan kalus ialah media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP, kemudian diikuti oleh media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP. Kalus yang terbentuk pada MT bersifat kompak dan berwarna putih kuning muda (Tabel 1). Komposisi media MS dan MT yang hanya diberi GA tanpa

(14)

9 9

memberikan respons terendah. Eksplan yang dikulturkan pada media MT yang hanya diperkaya GA membentuk kalus yang secara morfologi kelihatan kurang kompak, tidak berwarna hijau, jumlahnya sedikit, dan hanya tumbuh dari jaringan di tepi eksplan. Pada media yang diperkaya dengan BAP dan GA menunjukkan pertumbuhan kalus lebih kompak dan berwarna hijau. George dan Sherrington (1984), Wang dan Chang (1987), Sunyoto et al. (1997), dan Sunyoto et al. (2002) menyatakan bahwa penggunaan ZPT dari golongan dan media yang sama berdampak lebih baik jika dibandingkan dengan pemakaian ZPT secara tunggal. Bila konsentrasi antara auksin dan sitokinin di dalam jaringan eksplan yang dikulturkan berada dalam keadaan seimbang, maka kalus terbentuk lebih cepat. Hal ini terbukti pada perlakuan yang diberi GA dan BAP, yang secara seimbang dapat menginduksi kalus lebih cepat.

Tabel 2. Kombinasi perlakuan untuk induksi kalus embrionik No Jenis Media ZPT Waktu terbemtuk (MST*) Warna kalus Struktur Kalus

1 MS 2 mL-1 GA3 18 putih agak

kompak 2 MS 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP 13 kuning remah 3 MS 2 mL-1 GA3 + 0,5 mL-1 BAP 14 kuning remah

4 MT 2 mL-1 GA3 16 putih remah

5 MT 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP 13 Hijau kuning

agak kompak 6 MT 2 mL-1 GA3 + 0,5 mL-1 BAP 13 putih remah

Selama pembentukan kalus, sel-sel yang belum terdiferensiasi mengalami pembelahan secara cepat hingga terbentuk kalus yang kompak dan berwarna kuning kehijauan. Lamanya pembentukan kalus dan jumlah kalus yang terbentuk pada jeruk kalamansi diduga karena pembentukan endosperm tidak sempurna atau endosperm sudah tua sehingga kuran tidak dapat berdifrensiasi dengan baik. Menurut Mu dan Liu (1979), endosperm tidak terbentuk secara utuh pada persilangan interspesies, karena kuantitas dan atau kualitas DNA penyusun genotip kedua spesies yang disilangkan pun berbeda.

Pertumbuhan dan perkembangan kalus endosperm diawali dengan pemanjangan atau elongasi sel-sel endosperm yang secara berangsurangsur membentuk klorofil pada umur 3 minggu setelah kultur (MSK). Proses tersebut diduga disebabkan karena pengaruh laju serapan ZPT oleh kalus embrioid yang bersentuhan dengan media. Zat pengatur tumbuh tersebut selanjutnya ditranslokasikan

(15)

10 ke seluruh jaringan eksplan untuk merangsang pertumbuhan kalus embrioid. Memasuki minggu ke-4, sel-sel endosperm mulai berproliferasi di bagian pinggir eksplan membentuk kalus dengan cepat. Semua sel-sel endosperm berubah menjadi sel-sel kalus setelah umur 6 minggu. Perkembangan kalus ke arah pembentukan embrio terjadi pada umur kultur 10 minggu. Sel-sel kalus yang kompak berubah menjadi bulatan-bulatan yang bergerombol menyerupai telur ikan. Bhojwana dan Razdana (1983) menyebutnya sebagai fase pembentukan embrio globular yang selanjutnya berubah menjadi tonjolan-tonjolan yang menjulur ke berbagai arah, tetapi dari tonjolan-tonjolan itu belum jelas apakah akan terbentuk tunas atau akar. Pada endosperm yang berasal dari kalus spesies yang berbeda mulai terbentuk pada 5 MSK, tetapi tidak semua endosperm yang dikulturkan membentuk kalus dan membentuk globular dan embrio. Menurut Graitter et al. 1990, endosperm jeruk manis kurang respons terhadap media dasar MT atau MS yang hanya ditambah BAP, tetapi sangat respons terhadap kedua media dasar tersebut apabila ditambah dengan kinetin atau GA3 dan ME. Kinetin berperan mendorong morfogenesis sel. Adanya kinetin yang ditambahkan ke media tumbuh mengakibatkan fase transkripsi dan translasi RNA berlangsung lebih cepat (Duncan dan Widhom 1990 dalamWijayani 2002).

Sepuluh MSK, kalus yang terbentuk semakin banyak terutama pada endosperm yang terbentuk berwarna lebih hijau dan mampu memproduksi embrio. Dengan berjalannya waktu, embrio yang terbentuk membesar yang diikuti dengan tumbuhnya tunas dan akar (Gambar 2).

Berdasarkan Tabel 1, pembentukan kalus embriogenik yang diinduksi dari jaringan endosperma cukup tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa keragaman dalam eksplan tinggi, karena endosperma merupakan jaringan yang mempunyai tahapan perkembangan sel dan fungsi sel yang berbeda sehingga setiap sel memberikan respon yang berbeda terhadap formulasi media. Perbedaan respon juga terjadi karena keberadaan proembrio nuselar (diploid) dengan ukuran kurang dari 16 sel dan sel-sel haploid antipodal yang ikut terkulturkan dengan jaringan endosperma yang diisolasi dari buah yang berumur 11-13 minggu setelah antesis.

Ketersediaan bahan organik yang tinggi dalam medium dapat meningkatkan akumulasi asam amino sebagai penyusun protein, sehingga akumulasi protein juga turut meningkat. Pembentukan protein terutama protein simpanan dalam sel dibutuhkan untuk membentuk ES (Deo et al., 2010). Penambahan bahan organik (CH

(16)

11 11

dan ME) pada tanaman Dianthusdapat meningkatkan 1.5 kali pembentukan embrio somatik (Pareek dan Kothari, 2003).

Perbedaan respon juga terjadi karena keberadaan proembrio nuselar (diploid) dengan ukuran kurang dari 16 sel dan sel-sel haploid antipodal yang ikut terkulturkan dengan jaringan endosperma yang diisolasi dari buah yang berumur 11-13 minggu setelah antesis. Keberadaan proembrio dan antipodal ini dapat diamati pada preparat kering endosperma dengan bantuan mikroskop invertedperbesaran 200x, tetapi tidak teramati dengan mikroskop binokular perbesaran 40x (Kosmiatin, 2013).

Kalus yang telah terbentuk perlu dipindahkan ke media regenerasi untuk mengecambahkan dan mendewasakan sehingga terbentuk planlet.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

Komposisi media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP, kemudian diikuti oleh media MT yang diberi perlakuan 2 mL-1 GA3 + 0,25 mL-1 BAP merupakan formula terbaik untuk produksi kalus. Formula media tersebut dapat menginduksi saat pembentukan kalus lebih cepat, persentase pembentukan kalus lebih banyak, struktur kalus kompak, dan kalus yang terbentuk berwarna hijau.

Kalus yang telah terbentuk perlu dipindahkan ke media regenerasi untuk mengecambahkan dan mendewasakan kalus embrionik sehingga terbentuk planlet. Perlu dilakukan pelelitian lanjutan untuk regenerasi kalus embrionik pada media tanpa zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan formulasi berbagai vitamin dan bahan organik.

DAFTAR PUSTAKA

Ali, S. and B. Mirza. 2006. Micropropagation of rough lemon (Citrus jambhiriLush.): Effect of explant type and hormone concentration. Acta Bot. Croat. 65(2):137-146.

Badan Litbang, 2005. Prospek dan arah pengembangan Agribisnis jeruk. Badan Litbang Pertanian. Kementerian Pertanian.

Berger, F. 2003. Endosperm: the crossroad of seed development. Curr. Opin. Plant Biol, 6:45-50.

(17)

12 Chaturvedi, R., M.K. Razdan, S.S. Bhojwani. 2008. An efficient protocol for the production of triploid plants from endosperm callus of neem,Azadirachta indicaA. Juss. J. Plant Physiol. 160. 557–564.

Deo, P.C., A.P. Tyagi, M. Taylor, R. Harding, D. Becker. 2010. Factors affecting somatic embryogenesis and transformation in modern plant Breeding. The South Pacific J. Nat. Appl. Sci. 28:27-40.

Dodeman, V.L., G. Ducreux, M. Kreis. 1997. Zygotic embryogenesis versus somatic embryogenesis. J. Exp. Bot. 48:1493-1509.

Gmitter, F.G., Jr., X.X. Deng, and C.J. Hearn. 1990. Induction of triploid citrus plants from endosperm calli in vitro. Theor. Appl. Genet. 80:785-790.

Grosser, J.W. and F.G. Gmitter. 2005. Application of somatic hybridization and cybridization in crop improvement, with citrus as a model. In Vitro Cell Dev. Biol. Plant 39:360-364.

Gray, D.J. 2005. Propagation from nonmeristematic tissues: Nonzygotic embryogenesis. p. 187-200. InR.N. Trigiano and D.J. Gray (eds.) Plant Development and Biotechnology. CRC Press LLC.

Husni, A., M. Kosmiatin, I. Mariska, dan C. Martasari. 2008. Studi isolasi protoplas pada jeruk siam. Prosiding Seminar Nasional Jeruk. Yogyakarta, 13-14 Juni 2007. 472 hlm.

Husni, A., A. Purwito, I. Mariska, Sudarsono. 2010. Regenerasi tanaman jeruk siam melalui embryogenesis somatic. J. Agrobiogen 6:79-83.

Hoshino, Y., T. Miyashita, T.D. Thomas. 2011. In vitroculture of endosperm and its application in plant breeding: Approaches to polyploidy breeding. Sci. Hort. 130:1-8.

International Development And Manufacturing. 2006. Kalamansi. http://www.in-cosmetics.com/__novadocuments/2520.

Khan, S.R.A. 2008. Citrus quality to meet global demand (Agri Overview). Website:http:www.pakissan.com. [7 Agustus 2008].

Kosmiatin, M. 2013. Pembentukan tanaman triploid jeruk siam simadu (Citrus nobilisLour) melalui kultur endosperma. Disertasi. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Kosmiatin, M., A. Purwito., GA. Wattimena, I. Mariska. 2014. Induksi Embriogenesis Somatik dari Jaringan Endosperma Jeruk Siam (Citrus nobilisLour.) cv Simadu. J. Agron. Indonesia 42 (1) : 44 – 51.

Manrique-Trujillo, S., D. Díaz, R. Reano, M. Ghislain, J. Kreuze. 2013. Sweetpotato plant regeneration via an improved somatic embryogenesis protocol. Sci. Hort. 161:95-100.

(18)

13 13

Mujib, A., S. Banerjee, P.D. Ghosh. 2005. Origin, development and structure of somatic embryos in selected bulbous ornamentals: BAP as inducer.p. 15-24. InA. Mujib, J. Samac (Eds.). Somatic Embryogenesis, Plant Cell Monogr (2). Springer, Verlag-Berlin Heidenbergh.

Ozcan, S., Babaoglu, and M. Sancak. 2001. Somatic embryogenesis, Bitki Biyoteknoloji. Doku Kulturu ve Uygulamari, Selcuk Univ. 5:71-88.

Raza, H., M.M. Khan, and A.A. Khan. 2003. Sedlessness in citrus. Int. J. Agri. Biol. 5(3):388-391.

Spiegel-Roy, P. and E.E. Goldschmidt. 1996. Biology of Citrus. Cambridge University Press. 221 p.

Sunyoto, S. Purnomo, dan Makful. 2010. Formula Media Kultur Endosperm Jeruk Hasil Persilangan Antarklon Siem dengan Keprok dan Jeruk Besar. J. Hort.20(4):332-34.

Usman, M., B. Fatima, K.A. Gillani, M.S. Khan, M.H. Khan. 2008. Exploitation of potential target tissues to develop polyploids in citrus. Pak. J. Bot.40:1755-1766.

(19)

14

LAMPIRAN-LAMPIRAN

(20)

15 15

Lampiran 1. Biodata ketua dan anggota Tim Pengusul 1. Ketua Peneliti

A.Identitas Diri

1 Nama lengkap dan gelar Dr. Ir. Reny herawati, MP 2 Jenis Kelamin Perempuan

3 Jabatan Fungsional Lektor/IVa

4 NIP 19650101 198903 2 002

5 NIDN 0001016527

6 Tempat dan tanggal lahir Peringsewu, 1 Januari 1965

7 email [email protected]

8 Nomor Telepon/Faks/HP 0811190863

9 Alamat Rumah Perum Unib Permai, Blok III No.30, Jl. WR. Supratman, Bengkulu

10 Alamat Kantor Fakultas Pertanian UNIB

Jl. Raya Kandang Limun Bengkulu 38371 11 Nomor telepon/ Faks (0736) 21170-psw 216

12 Lulusan yang telah dihasilkan S1=27 orang

13 Mata Kuliah yang diampu 1. Kultur Jaringan Tanaman 2. Bioteknologi Tanaman 3. Fisiologi Pasca Panen 4. Pengendalian Gulma 5. Dasar-dasar Agronomi 6. Fisiologi Tanaman B. Riwayat Pendidikan Uraian S1 S2 S3 Nama Perguruan Tinggi

Universitas Bengkulu Universitas Padjadjaran

IPB

Bidang Ilmu Agronomi Ekofisiologi Bioteknologi Tanaman Tahun Masuk-Lulus 1984-1988 1991-1994 2005 - 2010 Judul Skripsi/Tesis/ Disertasi Pengaruh tingkat kemasakan buah, kadar air, dan fungisida terhadap viabilitas benih kakao (Theobroma cacao L.) Pertumbuhan gulma, pertumbuhan dan hasil kedelai (Glycine max L.) pada tanah ultisol yang diaplikasi zeolit dan Pembentukan galur padi gogo tipe baru toleran Al dan tahan blas melalui kultur antera

(21)

16 Uraian S1 S2 S3 metolaklor Nama Pembimbing/ Promotor

1. Ir. Teddy Suparno, M.Sc.

2. Ir. Puji Harsono

1. Dr. Ir. Oktap Ramlan Madkar, M.Sc 2.Dr. Ir. Amir Hamzah S. 3.Prof. Dr. Ir. Husen S, M.Sc 1. Prof.Dr.Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc 2. Dr.Ir.Nurul Khumaida, MSi 3. Dr.Ir.Iswari S. Dewi 4. Dr.Ir. Buang Abdullah, M.Sc

C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir

No Thn Judul Penelitian PENDANAAN Jabatan

pada penelitian

Sumber Jumlah

2 2010 Perakitan galur padi gogo toleran kekeringan dan tahan blas berdaya hasil tinggi varietas lokal Bengkulu melalui kultur antera

Hibah Bersaing I

DP2M

Rp 36.960.000,- Ketua Peneliti

Hibah Bersaing II

DP2M

Hibah Bersaing III

DP2M

5 2012 Perakitan galur padi sawah toleran tanah masam hasil persilangan padi lokal

Bengkulu Pendek x IR 78581 Hibah Bersaing I DP2M Rp 40.000.000,- Anggota Peneliti

6 2013 Seleksi galur dari populasi hasil persilangan Pendek x IR 78581 dalam rangka

perbaikan sifat padi gogo adaptif lahan masam

Hibah Bersaing II

DP2M

Rp 36.000.000,- Anggota Peneliti

7 2014 Seleksi galur dari populasi hasil persilangan Pendek x IR 78581 dalam rangka

perbaikan sifat padi gogo adaptif lahan masam

Hibah Bersaing III

DP2M

Rp 50.000.000,- Anggota Peneliti

(22)

17 17

D. Pengalaman Pengabdian Masyarakat dalam 5 Tahun terakhir

No Tahun Judul Penelitian PENDANAAN

Sumber Jumlah

1. 2011 Pengembangan Varietas unggul tahan untuk pengendalian penyakit kresek (blas) pada pertanaman padi sawah

Mandiri Rp.1.500.000,-

E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun terakhir

NO JUDUL ARTIKEL ILMIAH NAMA

JURNAL

VOLUM E, NOMOR,

TAHUN 1. Pembentukan galur haploid ganda padi gogo dengan

sifat-sifat tipe baru melalui kultur antera. (Herawati, R., B.S. Purwoko, N. Khumaida, I. S. Dewi, B. Abdullah) Bulletin Agronomi (Terakreditas i B) Vol.36 No. 3 Th. 2008 2. Keragaman genetik dan karakterisasi morfologi

galur haploid ganda padi gogo dengan sifat-sifat tipe baru hasil kultur antera.

(Herawati, R., B.S. Purwoko, I. S. Dewi)

Jurnal Agronomi Indonesia (Terakreditas i B) Vol.37 No. 2 Th. 2009

3. Characterization of Doubled Haploid Derived from Anther Culture for New Type Upland Rice

(Herawati, R., B.S. Purwoko, I. S. Dewi)

Jurnal Agronomi Indonesia (Terakreditas i B) Vol. 38 No.3 Th. 2010

4. Penyaji Poster pada IPB-Ku Seminar on ”Food, Energy, and Water” 11 Februari 2011, by Director International Studies Centre, Kasetsart University, Bangkok, Thailand

Poster 2011

5. Poster 3rd International Seminar Regional Network on Poverty Eradication

Poster 2011 6. Induksi kalus dan Regenerasi Tanaman pada Kultur

Antera Persilangan Padi Indica Varietas Lokal Bengkulu. (Herawati, R, Rustikawati, Inoriyah, E)

Jurnal Akta Agrosia (ISSN)

Vol 18, N0.1 Th. 2015

7. Keragaman Genetik dan Karakter Agronomi Galur Haploid Ganda Hasil Kultur Antera untuk Padi Sawah dengan Sifat-sifat Tipe Baru” (Reny Herawati). Jurnal Akta Agrosia (ISSN) Vol 18, N0.2 Th. 2015

8. Development of New Type Upland Rice Lines for Resistance to Blast Desease through Anther Culture” (Reny Herawati, Bambang S. Purwoko, Iswari S. Dewi) Proceeding Internasional Seminar and Expo on ISBN.978602 9071184 Th. 2016

(23)

18

NO JUDUL ARTIKEL ILMIAH NAMA

JURNAL VOLUM E, NOMOR, TAHUN “Promoting Local Resources for Food and Health” 12-13 October 2015

F. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun terakhir

No Nama Pertemuan Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat 1. Internasional Seminar and Expo on

“Promoting Local Resources for Food and Health”

Development of New Type Upland Rice Lines for Resistance to Blast Desease through Anther Culture”

12-13

October 2015 di Universitas Bengkulu

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuain dengan kenyataan, saya sanggup menerima resikonya.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi persyaratan dalam pengajuan Penelitian Mandiri

Bengkulu, September 2016 Ketua Pengusul

(Dr. Ir. Reny Herawati, M.P) NIP. 19650101 198903 2 002

(24)

19 19

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap (dengan gelar) Hesti Pujiwati, SP. MSi

2. Jenis Kelamin Perempuan

3. Jabatan Fungsional Lektor

4. NIP 1197711212006042001

5 NIDN 0021117703

6. Tempat dan Tanggal Lahir Magelang, 21 November 1977

7. E-mail [email protected]

8. Nomor Telepon/HP 085379043434

9. Alamat kantor Fakultas Pertanian UNIB Jl WR Supratman, Bengkulu 10. Nomor Telepon/Faks 0736-21170/0736-21290 11. Lulusan yang telah dihasilkan S1=7 orang

12. Mata kuliah yang diampu 1. Dasar-dasar Agronomi 2. Ekologi Tanaman

3.Fisiologi dan Penanganan Pasca Panen 4. Produksi Tanaman Pangan

5. Budidaya Tanaman Pagan Alternatif

B. Riwayat Pendidikan

S1 S2 S3

Nama Perguruan Tinggi

Universitas Bengkulu Institut Pertanian Bogor

-

Bidang Ilmu Agronomi Agronomi -

Tahun Masuk 1996 2001 -

Tahun lulus 2000 2004 -

Judul Skripsi/Tesis/ Disertasi

Pengaruh Pemberian Pupuk Sulfomug dan Pupuk Kandang Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Kedelai (Glycine max (L.) Merril) pada Tanah Ultisol

Studi Penerapan Sistem Budidaya dan Cara Pengendalian Gulmab pada Pola Pertanaman Tumpangsari Kacang Hijau (Vigna radiata) dan Padi (Oryza sativa L.)

-

Nama Pembimbing/ Promotor

Ir. Dotti Suryati, M.Sc Ir. Kanang S Hindarto, M.Sc

Dr. Munif Ghulamahdi Dr. Sandra Arifin Aziz Dr. Harris Burhan

-

C. Pengalaman Penelitian

Tahun Judul Penelitian

Ketua/ anggota Tim Sumber Dana Besarny a Dana 2006 Jenis Bahan Tanam dan

Pemupukan P Pada

Anggota Dipa Universitas

(25)

20 Pertumbuhan dan Hasil Jarak

Pagar (Jatropa curcas L.)

Bengkulu 2007 Pertumbuhan dan Hasil Jarak

Pagar Pada Berbagai Pola Tanam di Lahan Marginal

Anggota PHK A2 30

2009 Peningkatan Produktivitas Genotipe Baru Kedelai Berbasis Mekanisme Adaptasi

Mendapatkan hara Fosfor

Anggota Hibah Kompetitif Sesuai Prioritas Nasional 40 jt

2009 Pengembangan Galur Mandul Jantan dalam Rangka

Mendukung Produksi Benih Padi Hibrida Nasional (Pemanfaatan Plasma Nutfah Lokal dan Penggunaan Teknik Iradiasi Sinar Gamma) Tahun I

Ketua Hibah Bersaing Dikti

44 jt

2009 Keragaan Pertumbuhan Vegetatif dan Generatif Padi Lokal di Propinsi Bengkulu

Ketua Dipa Universitas Bengkulu

7 jt

Mendukung Produksi Benih Padi Hibrida Nasional (Pemanfaatan Plasma Nutfah Lokal dan Penggunaan Teknik Iradiasi Sinar Gamma) Tahun II

44 jt

2010 Pemurnian Padi Kultivar Lokal: Pertumbuhan dan Hasil Padi Lokal

Ketua Dipa Universitas Bengkulu

9 jt

Mendukung Produksi Benih Padi Hibrida Nasional (Pemanfaatan Plasma Nutfah Lokal dan Penggunaan Teknik Iradiasi Sinar Gamma) Tahun III

50 jt

2012 Seleksi galur dari populasi hasil persilangan Pendek x IR 78581 dalam rangka perbaikan sifat padi gogo adaptif lahan masam

46,5 jt

D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat

Tahun Jenis/Nama Kegiatan Tempat

2010 Pemanfaatan Produk Pertanian Dengan Pembuatan Kue-kue yang Bergizi dan Sehat Guna Menunjang Pendapatan Keluarga di Desa Harapan Makmur Kabupaten Bengkulu Tengan

Desa Harapan Makmur Kabupaten Bengkulu Tengah

(26)

21 21

dengan Sistem Budidaya Padi Intensif di Desa Tanjung Terdana Kec. Pondok Kubang Kabupaten Bengkulu Tengah

Pondok Kubang Kabupaten Bengkulu Tengah

2009 IbM Kelompok Tani Jarak Pagar di Desa Padang Serai Bengkulu

Desa Padang Serai, Bengkulu 2009 Pelatihan Pengolahan Ubi kayu pada

Petani di Desa Pekik Nyaring

Kecamatan Pondok Kelapa Kabupaten Bengkulu Utara

Desa Pekik Nyaring Kecamatan Pondok Kelapa Kabupaten Bengkulu Utara

2009 Penerapan Aneka Olahan Beras Ketan untuk Meningkatkan Keterampilan Petani di Desa Rimbo Recap Kabupaten Rejang Lebong

Desa Rimbo Recap Kabupaten Rejang Lebong

2008 Teknologi Penyediaan Bibit Okulasi Karet Untuk Meningkatkan Ketrampilan dan Pengetahuan Petani di Desa

Kembang Seri, Kec. Talang Empat, Kab. Bengkulu Utara

Desa Kembang Seri, Kec. Talang Empat, Kab. Bengkulu Utara

2007 Teknologi pengolahan cabe dan tomat menjadi saos untuk meningkatkan nilai ekonomi dan pendapatan petani di desa sumber urip, kec. Selupu rejang

Desa Sumber Urip, kec. Selupu rejang

E. Publikasi Artikel Ilmiah dalam Jurnal

No Judul Artikel Ilmiah Volume, Nomor, Tahun

Nama Jurnal 1. Pertumbuhan dan Hasil Jarak Pagar

pada Berbagai Pola Tanam di Lahan Marjinal

Edisi Khusus Dies Natalis ke-26 UNIB No. 3, 2007

Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian

2. Produktivitas Lahan dan NKL pada Tumpang Sari Jarak Pagar dengan Tanaman Pangan

Vol. 12 No. 1 Januari-Juni 2009

Jurnal Akta Agrosia

3. Studi Keragaan Padi Lokal di Propinsi Bengkulu pada Vase Vegetatif dan Generatif Edisi September 2009-Februari 2010 Vol. VII No.1 Jurnal Saintifik

4 The Application of Peaty Mineral Soil Water in Improving the Adaptability of Black Soybean toward Aluminium Stress on Tidal Mineral Soil with Saturated Water Culture

Volume 17 No 3, Oktober 2015

Journal Agrivita ,

(27)

22 Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggung jawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikianlah biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Penelitian Mandiri

Bengkulu, September 2016 Pengusul,

Hesti Pujiwati, SP.MSi NIP. 197711212006042001